Värin havaitseminen on kiehtova sarja fysikaalisia ja kemiallisia reaktioita, joiden avulla jotkut organismit näkevät värin. Värien havaitseminen on kirjaimellisesti kaikki mielessä, ja silmä sisältää laitteet, jotka reagoivat valoon, jotta aivot voivat käsitellä sitä. Värien määrä, jonka organismi voi erottaa, voi vaihdella huomattavasti, eläimistä, jotka voivat nähdä hyvin laajan valikoiman miljoonia värejä, ja eläimiin, jotka näkevät paljon rajoitetumman alueen.
Silmässä on kahdenlaisia soluja: sauvat ja kartiot. Molemmat solut sijaitsevat verkkokalvossa, ja ne reagoivat valoon, kun se tulee silmään. Tangot ovat erittäin valoherkkiä, mikä mahdollistaa näkemisen erilaisilla valotasoilla, kun taas kartiot ovat herkkiä tietyille aallonpituusalueille. Ihmisillä on kolme erilaista käpyä, jotka ovat herkistyneet lyhyille, keskisuurille ja pitkille aallonpituuksille, ja he ovat erityisen herkkiä keltaiselle ja vihreälle valolle. Organismit, joissa on kolmen tyyppisiä käpyjä, tunnetaan trikromaattisina, ja muilla eläimillä voi olla kahdenlaisia käpyjä (dikromaattisia), kun taas toisilla on enintään viisi (pentakromaattisia).
Vuoteen 2005 asti tutkijat olettivat, että käpyjen määrä silmässä oli suunnilleen sama kaikille ihmisille ja että kaikilla ihmisillä oli sama määrä erilaisia käpyjä. Kuitenkin, kun kehitettiin kuvantamistekniikkaa, jolla voitaisiin katsoa elävään silmään ja erottaa erilaiset läsnä olevat kartiotyypit, tutkijat oppivat, että ihmisillä on todella epäsäännöllinen kartioiden jakauma. 40% yhden ihmisen käpyistä saattaa olla herkkiä keskiaallonpituiselle valolle, kun taas toisella saattaa olla vain puolet tästä määrästä, mutta molemmat ihmiset havaitsisivat värit samalla tavalla, mikä viittaa vahvasti siihen, että värin havaitsemisen keskeiset näkökohdat tapahtuvat aivoissa, ei silmä.
Kun valo tulee silmään ja osuu kartioihin, tietyt kartiot palavat vastauksena aallonpituuteen, jolle ne ovat herkistyneet. Vastaus lähetetään optista hermoa pitkin aivoihin, ja aivot käsittelevät tiedot, jolloin organismi voi nähdä värin. Värin havaitseminen on tärkeää monille eläimille, koska sen avulla voidaan erottaa enemmän luonnollista ympäristöä ja koska värejä käytetään usein vihjeinä. Esimerkiksi myrkylliset sienet ovat joskus kirkkaita varoituksena.
Visuaalinen havainto tapahtuu niin nopeasti, että ihmiset tuntevat sen olevan välitöntä, kun he katsovat jotain ja näkevät sen heti. Silmät myös palauttavat jatkuvasti uutta tietoa, jolloin ihmiset voivat havaita muutoksia, kuten liikkeitä. Vaikka näön ja värin havaitsemisen perusmekaniikka ymmärretään, prosessit ovat tutkijoille silti hieman salaperäisiä. Esimerkiksi värisokeuden mekanismeja ei ymmärretä täysin.